Đang tải... (xem toàn văn)
Trong các ngành phát triển trọng điểm của nước ta hiện nay, ngành giao thông vận tải luôn đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Theo thời gian, ngành giao thông đã phát triển để đáp ứng nhu cầu lưu thông về hàng hóa và con người Ở nước ta hiện nay, ngành giao thông nói chung và giao thông đường bộ nói riêng cũng đang phát triển nhanh chóng mong đáp ứng cho công cuộc xây dựng đất nước theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa Thế nhưng sự phá.
LỜI NÓI ĐẦU Trong ngành phát triển trọng điểm nước ta nay, ngành giao thông vận tải ln đóng vai trị quan trọng kinh tế quốc dân.Theo thời gian, ngành giao thông phát triển để đáp ứng nhu cầu lưu thơng hàng hóa người Ở nước ta nay, ngành giao thơng nói chung giao thơng đường nói riêng phát triển nhanh chóng mong đáp ứng cho công xây dựng đất nước theo hướng công nghiệp hóa, đại hóa Thế phát triển dừng lại chổ nhập phương tiện nước ngồi, ngành cơng nghiệp tơ nước cịn phát triển, ngoại trừ số liên doanh lắp ráp ô tô dạng CKD, kinh tế quốc doanh tham gia khiêm tốn: có số nhà máy sữa chữa tơ nhà nước, cịn đa phần xe sữa chữa Garage tư nhân, lĩnh vực lắp ráp động cớ đóng xe giai đoạn thí nghệm chưa sản suất đại trà Hướng đầu tư để xây dựng nhà máy sản xuất ô tô đáp ứng cho nhu cầu lớn thời gian tới xu tất yếu.Vừa vực dậy công nghiệp ô tô lạc hậu nước ta vừa tiết kiệm nguồn ngoại tệ đáng kể cho ngân sách quốc gia Đầu tư hiểu gồm hai phần: đầu tư vốn liếng đầu tư người Đầu tư người đào tạo đội ngũ cán kỹ thuật có trình độ chun mơn vững vàng, khả tư thiết kế tốt, có lĩnh, động, có khả nắm bắt nhanh tiến khoa học kĩ thuật, hoạt động hiệu tin cậy Nguồn cán đào tạo từ trường kĩ thuật có chun ngành giao thơng Đồ án mơn học thiết kế động đốt trong tập để rèn luyện nên phẩm chất cần thiết kĩ sư Ơ tơ, đáp ứng với yêu cầu thực tiễn ngành.Đồ án môn học nhằm giúp cho sinh viên ôn tập lại cách tổng quát sâu sắc, nhờ mà nắm vững kiến thức tính tốn thiết kế,kết cấuvà cách thành lập vẽ động học Hà Nội, ngày tháng… năm 2022 Sinh viên thực Huy Đỗ Huy Chương Tính tốn chu trình cơng tác động đốt 1.1.Tổng quan phương pháp tính tốn CTCT động Hiện để tính tốn CTCT động đốt sử dụng nhiên liệu xăng nói riêng loại động đốt sử dụng nhiên liệu khác nói chung có nhiều phương pháp như: - Phương pháp lý thuyết gần đúng: Dựa định luật nhiệt động học I II, coi trình nén, giãn nở đoạn nhiệt… phương pháp có ưu điểm tính tốn nhanh, khơng địi hỏi nhiều thơng số đầu vào phức tạp… nhiên nhược điểm phương pháp cho kết xác, chưa xét đến q trình trao đổi khí… - Phương pháp Grimheven - Phương pháp cân thể tích Bên cạnh phương pháp người ta sử dụng phương pháp cân lượng:… Để tính tốn CTCT động … khuôn khổ đồ án môn học dựa phương pháp cân lượng… - Phương pháp cân lượng 1.2.Giới thiệu động mẫu thông số đầu vào phục vụ tính tốn 1.2.1.Số liệu ban đầu 1- Cơng suất động Ne: Ne = 80 (mã lực) = 58,84 (KW) 2- Số vòng quay trục khuỷu n: n = 6000 (vg/ph) 3- Đường kính xi lanh D: D = 75 (mm) 4- Hành trình piton S : S = 85 (mm) (75.102 ) 85.10 2 5- Dung tích cơng tác Vh :Vh = = = 0,37533(dm3) 6- Số xi lanh i : i=4 7- Tỷ số nén ε : ε = 10,5 8- Suất tiêu hao nhiên liệu ge : g e = 210 (g/ml.h) = 285,5201 (g/kW.h) 9- Góc mở sớm đóng muộn xupáp nạp α1 ; α2 : α1 = 20 (độ) α2 = 30 (độ) 10- Góc mở sớm đóng muộn xupáp thải 1 , : 1 = 30 (độ) = 20 (độ) 11- Chiều dài truyền ltt: ltt = 170 (mm) 12- Khối lượng nhóm pitton mpt: mpt = 1,3 (kg) 13- Khối lượng nhóm truyền mtt: mtt = 1,2 (kg) 14 – Động không tăng áp, 15 – góc đánh lửa sớm i =15o Các thơng số cần chọn )Áp suất môi trường :pk Áp suất mơi trường pk áp suất khí trước nạp vào đông (với động không tăng áp ta có áp suất khí áp suất trước nạp nên ta chọn p k=p0 Ở nước ta nên chọn pk = p0 = 0,1 (MPa) )Nhiệt độ môi trường :Tk Nhiệt độ môi trường chọn lựa theo nhiệt độ bình quân năm Vì động khơng tăng áp nên ta có nhiệt độ mơi trường nhiệt độ trước xupáp nạp nên : Tk =T0 =24ºC =297ºK )Áp suất cuối trình nạp :pa Áp suất Pa phụ thuộc vào nhiều thông số chủng loại đông ,tính tốc độ n ,hệ số cản đường nạp ,tiết diện lưu thơng… Vì cần xem xét đơng tính thuộc nhóm để lựa chọn Pa Áp suất cuối q trình nạp pa chọn phạm vi: pa =(0,8-0,9).pk =(0,8-0,9)0,1 = 0,08-0,09 (MPa) Căn vào động Uoat tính ta chọn: pa =0,088 (Mpa) )Áp suất khí thải P : Áp suất khí thải phụ thuộc giống p Áp suất khí thải chọn phạm vi : p= (1,10-1,15).0,1 =0,11-0,115 chọn P =0,115 (MPa) (MPa) )Mức độ sấy nóng mơi chất ∆T Mức độ sấy nóng mơi chất ∆T chủ yếu phụ thuộc vào q trình hình thành hỗn hợp khí bên hay bên xy lanh Với động xăng: Ta chọn: ∆T = 10ºK ∆T = 0ºK - 20ºK )Nhiệt độ khí sót (khí thải) T Nhiệt độ khí sót T phụ thuộc vào chủng loại đơng cơ.Nếu trình giãn nở triệt để ,Nhiệt độ T thấp Thơng thường ta chọn : T=700 ºK -1000 ºK Thơng thường ta chọn : T =900 ºK )Hệ số hiệu định tỉ nhiêt λ : Hệ số hiệu định tỷ nhiệt λ chọn theo hệ số dư lượng khơng khí α để hiệu đính Thơng thường chọn λ theo bảng sau : α 0,8 1,0 λ 1,13 1,17 Đối với động xăng chọn λ=1,14 1,2 1,14 1,4 1,11 )Hệ số quét buồng cháy λ : Vì động không tăng áp nên ta chọn λ =1 )Hệ số nạp thêm λ Hệ số nạp thêm λ phụ thuộc chủ yếu vào pha phối khí Thơng thường ta chọn λ =1,02÷1,07 ; ta chọn λ =1,07 10 )Hệ số lợi dụng nhiệt điểm z ξ : Hệ số lợi dụng nhiệt điểm z ,ξ phụ thuộc vào chu trình cơng tác động Với loại đ/c xăng ta thường chọn : ξ= 0,85-0,92 Chọn : ξ= 0,85 11 )Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b ξ : Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b ξ tùy thuộc vào loại động xăng động điezel ξ lớn ξ Với loại đ/c xăng ta thường chọn : ξ =0,85-0,95 ta chọn ξ=0,92 12 )Hệ số hiệu chỉnh đồ thị công φ : Thể sai lệch tính tốn lý thuyết chu trình cơng tác động với chu trình cơng tác thực tế Sự sai lệch chu trình thực tế với chu trình tính tốn động xăng động điezel hệ số φ đ/c xăng thường chọn hệ số lớn Có thể chọn φ phạm vi: φ =0,92-0,97 Ta chọn φ =0,97 1.3 Tính tốn q trình cơng tác động 1.3.1 Quá trình nạp )Hệ số khí sót γ : Trong m số giãn nở đa biến trung bình khí sót m =1,45÷1,5 Chọn m =1,5 1 (297 10) 0,115 900 0,088 = 1 0,115 1,5 10,5 1, 07 1,14 1 0, 088 = 0,04278 )Nhiệt độ cuối trình nạp T Nhiệt độ cuối trình nạp T đươc tính theo cơng thức: T= ºK 1,5 1 0,088 1,5 297 10 1,14 0, 04278 900 0,115 0,04278 T= = 335 (ºK) )Hệ số nạp η : 1,5 0,115 297 0, 088 10,5 1, 07 1,14 1 0, 088 = 0,885 η= 10,5 297 10 0,1 )Lượng khí nạp M : Lượng khí nạp M xác định theo cơng thức sau : M= (kmol/kgnhiên liệu) Trong p áp suất có ích trung bình xác định thao công thức sau: 30 58,84 p = = 0,37533 6000 = 0,7838474668 (MPa) Vậy M= 432 103 0,1 0,885 285,5201 0, 783847 297 = 0,57499 (kmol/kg nhiên liệu) )Lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M : Lượng kk lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M tính theo cơng thức : C H O M = \f(1, 12 32 (kmol/kg) nhiên liệu Vì đ/c xăng nên ta chọn C=0,855 ; H=0,145 ;O=0 0,855 0,145 32 = 0,5119 (kmol/kgnhiên liệu) M = \f(1, 12 )Hệ số dư lượng khơng khí α Vì động xăng nên : = 110 – 120 Đối với xăng thường dùng chọn = 114 1.3.2.Tính tốn q trình nén )Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình khơng khí : =19,806+0,00209.T (kJ/kmol.độ) )Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình sản phạm cháy : Khi hệ số dư lượng khơng khí α >1 tính theo cơng thức sau : = = 17,997 3, 504 360,34 252, 4 105 17,997 3,504.1,10609 T (kJ/kmol.độ) 360,34 252, 4.1,10609 105 = 21,87274+ 2,1354.10-3.T (kJ/kmol.độ) )Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình hỗn hợp : Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình hỗn hợp q trình nén tính theo cơng thức sau : (19,806 0,00209.T) = 0,04278 (21,87274 2,135436.10-3 T) 0, 04278 19,89078+2,135436.10-3 T = av' + T (kJ/kmol.độ) ) Chỉ số nén đa biến trung bình n: Chỉ số nén đa biến trung bình phụ thuộc vào thông số kết cấu thông số vận hành kích thước xy lanh ,loại buồng cháy,số vịng quay ,phụ tải,trạng thái nhiệt độ động cơ…Tuy nhiên n tăng hay giảm theo quy luật sau : Tất nhân tố làm cho môi chất nhiệt khiến cho n tăng.Chỉ số nén đa biến trung bình n xác cách giải phương trình sau : n-1 = n1 8, 314 19,89 2,135.103.335.(10,5n1 1 1) VT Ta chọn n1 vế phải n1 1, 3725 thay vào phương trình ta có n1VT Mà 8,314 VP VP 19,89 4, 27.10 / 2.335.(10,51,37251 1) n1 0,3725 n1 1,37242 n1 3 n1VP n1VT 1,3725 1,37242 100% 100% 0% VT n1 1,3725 < 0,2% Sau chọn giá trị n ta thấy n =1,3725 thõa mãn điều kiện )Áp suất cuối trình nén P : Áp suất cuối trình nén P xác định theo công thức : P = P ε\a\ac\vs2(n = 0,088 10,5 1,3725 = 2,218528362(MPa) )Nhiệt độ cuối trình nén T Nhiệt độ cuối trình nén T xác định theo cơng thức T = T ε\a\ac\vs2(n-1 =335 10,5 1,37251 = 804,4372279( ºK ) )Lượng mơi chất cơng tác q trình nén M : Lượng mơi chất cơng tác q trình nén M xác định theo công thức : M = M+ M = M (1 r ) = 0,57499 (1+0,04278) = 0,599581973 1.3.3 Tính tốn q trình cháy )Hệ số thay đổi phân tử lí thuyết β Ta có hệ số thay đổi phần tử lý thuyết β xác định theo công thức: β = \f(M,M = \f(M+ΔM,M = 1+ \f(ΔM,M Trong độ tăng mol ΔM loại động xác định theo công thức sau: ΔM = 0,21(1-α) M + ( \f(H,4 + \f(O,32 -\f(1,μ )= 0,016073142 Do đó: β = \f(M,M = \f(M+ΔM,M = 1+ \f(ΔM,M= 1,02795 )Hệ số thay đổi phân tư thưc tế β: ( Do có khí sót ) Ta có hệ số thay đổi phân tử thực tế β xác đinh theo công thức : 1, 02795 0, 04278 β = \f(β+γ,1+γ = 0, 04278 = 1,02681 )Hệ số thay đổi phân tử thực tế điểm z β : (Do cháy chưa hết ) Ta có hệ số thay đổi phân tư thực tế điểm z β xác định theo công thức : β = + \f(β-1,1+γχ Trong 0,85 0,92391 0,92 χ = \f(ξ,ξ = 1,02795-1 0,92391 0,04278 β =1 + = 1,02477 Nên: )Lượng sản vật cháy M : Ta có lượng sản vật cháy M đươc xác định theo công thức : M= M +ΔM = β M = 1,027950,57499= 0,59106 )Nhiệt độ điểm z T : * Đối với động xăng,tính nhiệt độ T cách giải pt cháy : z (QH Q) mcv' Tc z mc"pz Tz M1 r (1) Trong : kJ/kgnl kJ/kgnl Q : nhiệt trị xăng , Q =44.10( kJ/kgn.l ) :là tỉ nhiệt mol đẳng áp trung bình sản vật cháy z : =8,314+ :là tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình sản vật cháy z tính theo ct : = \f(γ,β\f(γ,β\f(,= a'' + (b''/2) T Giải phương trình ta : T = 2813,194713; T= -9654,620841 (loại) )Áp suất điểm z p : Ta có áp suất điểm z p xác định theo công thức p = λ Pc = 3,58371.2,218528 = 7,950564912 ( MPa ) Với λ hệ số tăng áp λ= β \f(T,T=3,58371 Vậy p = 7,950564912 (MPa) 1.3.4 Tính tốn q trình giãn nở )Hệ số giãn nở sớm ρ : Đối với động xăng ρ = )Hệ số giãn nở sau δ : Ta có hệ số giãn nở sau δ xác định theo công thức : δ = e/ ρ = 10,5 )Chỉ số giãn nở đa biến trung bình n : n–1= \f(.Q,M β.\f(b'',2\f(8.314,+a''+ Trong : T :là nhiêt trị điểm b xác định theo công thức : T= \a\ac\vs2(n–1\f(T,δ( ºK ) VT Chọn n2 = 1,2502 thay vào hai vế ta có: 8,314 VT n 4250 2813,195 21, 29 2,987.10 3.(2813,195 ) 1,2502 1 738,31 10,5 -1= n2VP 0, 2502 n2VP 1, 25018 n2Vp n2VT 1, 2502 1, 25018 n2 100% 100% 0% VT n2 1, 2502 thỏa mãn điều kiện Q : nhiệt trị tính tốn Đối với động xăng Q= Q Q = 44000 (kJ/kg n.l) Qua kiệm nghiêm tính tốn ta chọn đươc n =1,2502.Thay n vào vế pt ta so sánh ,ta thấy sai số vế